№ 1 (2018)
ТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
3-7 135
Аннотация
Рассмотрены результаты экспериментального исследования прочности железобетонных балок с жесткой арматурой. Установлен характер напряженного состояния и разрушения по наклонным сечениям. Напряжения в стенке стального профиля достигали предела текучести. Напряжения в нижней гибкой арматуре не достигали предельных значений. Совместная работа бетона и жесткой арматуры наблюдалась вплоть до исчерпания несущей способности балок. Расслоения конструкций по контакту бетона и стального профиля не отмечено. Появление критических наклонных трещин наблюдалось при нагрузке около 80% от разрушающей. Способ передачи внешней нагрузки и меняющийся пролет среза не оказали влияния на характер трещинообразования и разрушения образцов. Разрушение опытных образцов балочных элементов происходило по наклонным сечениям под углом 45 о . Приведены рекомендации по определению продавливающих усилий.
8-21 101
Аннотация
Построена математическая модель динамического процесса в нагруженной балке на упругом основании Винклера при внезапном образовании дефекта в виде изменения граничных условий. Решение статической задачи изгиба защемленной по концам балки служит начальным условием процесса вынужденных колебаний консольной балки, инициированного внезапным обрывом связей, препятствующих перемещениям одного из концевых сечений. Исследуются эффекты, обусловленные внезапным преобразованием расчетной схемы нагруженной системы «балка-основание» для различных сочетаний механических и геометрические характеристик балки и основания.
22-30 70
Аннотация
Предложена программа и методика экспериментальных исследований железобетонных конструкций при кручении с изгибом, основной целью которой является проверка расчетных предпосылок и экспериментального определения расчетных параметров предлагаемой методики расчета. Программа экспериментального исследования включает в себя испытание составных конструкций балочного и плитного типов. Для проведения эксперимента на кафедре уникальных зданий и сооружений Юго-западного государственного университета была создана экспериментальная установка, которая, в сочетании со статическими схемами испытаний позволяет создавать крутящий момент на исследуемых участках поперечного изгиба и гасить его на опоре (не требуя при этом специальных дорогостоящих устройств). Особое внимание уделено определению углов поворота и прогибов расчетных сечений, схем образования, развития и раскрытия трещин, а также деформирования бетона в сложно напряженных областях железобетонных конструкций, подверженных кручению с изгибом.
31-37 284
Аннотация
В статье представлен анализ результатов расчёта железобетонной балки по второй группе предельных состояний по отечественным нормам и Еврокоду 2. Приведены экспериментальные данные по прогибам железобетонной балки и ширине раскрытия нормальных трещин. Представлены опытные образцы - балки прямоугольного сечения с размерами 10см х 20см и длиной 220 см. Произведен их сравнительный анализ с результатами расчётов по отечественным нормам и Еврокоду 2. Определена кривизна железобетонного элемента без трещин по Еврокоду 2. При эксплуатационных нагрузках наблюдается удовлетворительная сходимость расчётных значений ширины раскрытия нормальных трещин. Отклонение лежит в пределах 5%. Опытные значения ширины раскрытия нормальных трещин на всём диапазоне изменения напряжений в арматуре в 1,2...1,4 раза меньше рассчитанных по отечественным и зарубежным нормам.
38-44 82
Аннотация
Цель данной статьи - представить подход для точного расчета критической нагрузки на колонну для наиболее общего случая упруго-податливого закрепления по ее концам (от сдвига и от поворота), позволяющий получить решение в форме удобной для программирования. Обобщается формулировка граничных условий применительно к дифференциальному уравнению продольного изгиба и представлен определитель матрицы для нахождения собственных значений (критических нагрузок). Показана методика учета абсолютно жестких соединений без необходимости вычисления дополнительных параметров и рассмотрения нескольких типов конечных соединений. Показано несколько вариантов записи компонентов матрицы, которые будут включены в программирование. Была составлена программа в среде MATLA и была протестирована при пяти вариантах с различными параметрами длины стойки, жесткости на изгиб и значениями податливости концевых связей сдвига и связей поворота. Результаты вычисления по разработанной программе (критическая сила и коэффициент запаса по устойчивости - K) были сопоставлены с результатами расчета по МКЭ, справочными данными и результатами, известными из других научных публикаций. Результаты сравнения результатов расчета в компьютерной программе, результатов анализа по МКЭ и справочные данные показали относительно небольшое отклонение.
45-54 76
Аннотация
Комплексные исследования полунатурных моделей взаимодействия одиночных и группы свай с поверхностными уширениями в виде ступеней в песчаных и глинистых грунтах. Выявление степени уплотнения грунтового полупространства вокруг поверхностного уширения в виде ступеней с последующей разработкой эффективной методики их расчёта. Установление зависимостей деформационно-прочностных характеристик ступенчатых свай. Выполнены экспериментальные исследования одиночных и группы ступенчатых свай на статическое вертикальное загружение и исследования взаимодествия сваи с различными типами грунтов. В ходе экспериментальных исследований установлены зависимости деформационно-прочностных параметров работы фундамента глубокого заложения состоящего из ступенчатых висячих свай. Для ступенчатых свай несущая способность увеличивается в результате образования вокруг нее грунтовой рубашки, благодаря чему наибольшие перемещения ступенчатые сваи получили при их статическом нагружении во влажном суглинке, а в водонасыщенных песках осадка ступенчатых конструкций на 30-60% меньше при различных этапах статического нагружения, чем во влажном суглинке; осадка в 8 раз меньше, чем обычных призматичеких и в 3-4 раза меньше, чем призматических с поверхностными уширениями из сборных клиньев.
55-66 85
Аннотация
Представляется новый метод расчёта сейсмоизоляции зданий атомных электростанций и метод виброизоляции сооружений. Метод был разработан профессором Е. Курбацким. Метод. основанный на свойствах преобразований Фурье финитных функций позволяет оценить эффективность различных средств сейсмической защиты. В настоящее время в Российской Федерации разрабатываются новые АЭС. Одной из задач является создание сооружений, которые могут быть использованы в регионах с высокой сейсмической активностью. Во многих промышленных зонах возникает значительная проблема: изоляция от вибрации, создаваемая поездами и различным оборудованием. Недорогой способ виброизоляции путем установки фундаментов сооружений на слои, состоящие из смеси гранулированных полимерных материалов с песком может оказаться наиболее эффективным. В последние годы ликвидация старых шин стала серьезной экологической проблемой. Использование резиновых шин для уменьшения воздействий землетрясения может стать наиболее приемлемым подходом при решении хронических проблем, связанных с утилизацией отработанных шин, и дорогостоящими мероприятиями, связанными с сейсмозащитой и виброзащитой сооружений .
67-71 67
Аннотация
Не всегда удается установить однозначные причины появления повреждений в строительных конструкциях объектов, находящихся в стадии эксплуатации. Следствием этого является сложность формулирования конкретных рекомендаций по устранению повреждений, выводов о возможности дальнейшей эксплуатации здания. Часто причины появления повреждений не очевидны, они являются следствием одновременного воздействия нескольких, порой неявных, факторов. Для выявления возможных причин появления трещин было выполнено математическое моделирование работы несущих конструкций подземного железобетонного резервуара под нагрузкой с использованием ПК ЛИРА, проведено исследование напряженно-деформированного состояния стен монолитного железобетонного резервуара. Рассмотрены и объяснены возможные причины возникновения трещин и фильтрации воды в стенах резервуара как следствие совокупности действия нескольких факторов: характер нагрузки на стены подземного резервуара; нарушение технологии возведения монолитных железобетонных конструкций подземного резервуара; коррозия бетона и арматуры стен резервуара вследствие напорной фильтрации через них грунтовых (талых) вод.
72-79 164
Аннотация
В статье представлены результаты исследований напряженно-деформированного состояния изгибаемого элемента в зоне анкеровки арматуры на свободных крайних опорах. Излагаются методики определения длины запуска арматуры за внутреннюю грань опоры в соответствии с отечественными и зарубежными нормами. Вычислены абсолютные длины анкеровки для стержней d10-28 при использовании классов бетона В10, В20 и В30 и арматуры А400 и А500. Построены графики зависимостей необходимой длины анкеровки от видов применяемых материалов. По результатам численного эксперимента даны рекомендации по уточнению норм проектирования при определении длины запуска арматуры за внутреннюю грань свободной крайней опоры. Предложена упрощенная формула для расчета длины прямой анкеровки. Представленные в работе результаты могут быть использованы при дальнейшем развитии и редактировании норм.
БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
80-87 92
Аннотация
В данной статье приводится сопоставительный анализ двух разных нормативных документов по сейсмостойкому строительству, один из которых действует в нашей стране, а другой - на территории Европы. Для расчётного примера и для сопоставительного анализа сделан расчёт 10-ти этажного здания на сейсмостойкость по Российским и Европейским нормативным документам. По результатам расчёта получены и сопоставлены прочностные и деформативные характеристики, а также сопоставлены критерии по оценки сейсмостойкости. Установлено, что Европейский нормативный документ предъявляет более жёсткие требования к сейсмостойкости здания, чем Российский. Это следует из результатов расчёта рассмотренного здания. Перемещения вдоль осей X и Y в случае Европейских норм получаются почти в 4,5 раза выше. Значения прогиба плиты перекрытия выше в 2 раза, по сравнению с расчётом по Российским нормам. А процент армирования колонн при расчёте по Европейским нормам получился в 3,5 раза выше, чем при расчёте по Российским нормам, и в 1,5 раза выше максимального допустимого значения.
88-92 93
Аннотация
В работе принятадинамическая нагрузка в виде мгновенного импульса, моделируемого нагрузкой большой интенсивности. В случае обеспечения прочности стыковых соединений и достаточной анкеровки стержней арматуры разрушение бетона сжатой зоны приводит к возникновению в нижней и верхней арматуре продольных растягивающих сил Н, а расчетной схемой балки становится вантовая система. Получены уравнения движения ванта с постоянной продольной растягивающей силой Н. Предложен метод оценки балочных конструкций при учете работы в упругой и пластической стадии, а также в стадии деформирования арматуры как вантовой системы. Для динамического расчета железобетонных конструкций на взрывные и ударные нагрузки использованы методы динамики сооружений. Предельные моменты определяются с учетом динамических сопротивлениях арматуры и бетона.
93-102 76
Аннотация
Получены аналитические зависимости для определения динамических догружений в арматуре железобетонного составного элемента конструктивной системы при трещинообразовании и внезапной структурной перестройке, вызванной выключением одной из конструкций с учетом сдвигающих сил по шву контакта составного элемента. Установлено, что для конструктивных элементов из двухкомпонентного материала типа железобетон коэффициент динамических догружений в рабочей арматуре при структурной перестройке конструктивной системы трещинообразований зависит от процента армирования, уровня преднапряжения и топологии конструкции. При проектировании защиты железобетонных конструкций зданий и сооружений от прогрессирующего разрушения коэффициент динамических догружений учитываемый во вторичных расчетных схемах (после выключения одной из несущих конструкций) можно определять на энергетической основе без привлечения аппарата динамики сооружений.
АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО
103-113 154
Аннотация
Процесс создания системного архитектурно-градостроительного пространства, на протяжении истории всех эпох, является сложнейшей задачей зодчих. При детальном исследовании, все архитектурные объекты можно расчленить на элементарные составляющие. Но это не значит, что на основе полученных практических знаний, можно сформировать пространственную среду, объект, с заранее заданными параметрами качества. Помимо знания структуры элементов системы жилого пространства, необходимо учитывать важную особенность поведения данной системы, а именно те принципы, в зависимости от которых соединение всех, очень часто, даже разнородных элементов, может приобрести качество целостности, присущее почти всем биологическим и социальным системам. В результате проведённого анализа, выделен ряд общих для архитектурно-градостроительных системных принципов, на наш взгляд важнейшими из которых являются принципы компактности, определяющих признаков, инвариантности структуры. Приведённый набор не исчерпывает всех применяемых к области архитектуры и градостроительства общих принципов, например принципа целостности, а также иерархической структуры, обратной связи. Сегодня всё более становится очевидным, что в теории и практике архитектуры - особенно в градостроительстве, как стратегическом уровне создания среды жизнедеятельности, - назрела необходимость совершенствования не отдельных методов, а методологической концепции принятия решений в целом. А это, в свою очередь, подвигает к созданию методического и базового кадрового потенциала, - разработки системных онтологических и математических моделей исследуемых и проектируемых объектов, подготовки специалистов, неформально владеющих методами оптимизации с применением современных информационных технологий и вычислительной техники. Исследованные и предлагаемые принципы, применяемые к конкретной задаче формирования жилой среды, позволят разработать системные методы и модели для исследования архитектурно-градостроительных объектов.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ
114-123 162
Аннотация
Представлены результаты исследований параметров сцепления пенобетона со стеклокомпозитной, базальтокомпозитной и металлической арматурой методом выдергивания стержня из бетонного куба. Установлено, что наилучшая совместная работу арматуры с пенобетоном может быть обеспечена при применении стеклокомпозитной арматуры. Предел прочности ее сцепления с пенобетонами классов В7,5 (D1400), В10 (D1600) на 20-45% выше значений прочности сцепления базальтокомпозитной и металлической арматуры для всех вариантов комбинирования классов по прочности и диаметров арматуры (Æ 6,8,10 мм). С увеличением класса бетона по прочности предела прочности сцепления для всех исследованных видов арматурных изделий закономерно возрастает. При этом изменение прочности сцепления арматуры с пенобетоном при варьировании ее диаметра имеет разные закономерности для рассмотренных видов арматуры.
124-128 70
Аннотация
В последнее время в промышленном производстве сборного бетона и железобетона наметилась тенденция использования инновационных материалов, таких, как самоуплотняющийся бетон, фибробетон, текстильно-армированный бетон, углеродная бетонная смесь и деформационно-упрочняющийся асбестоцементный материал. Применение углеродных сеток и прутков свело на нет риск коррозии арматуры, что позволило уменьшить защитный слой бетона и глубину структурных элементов. Однако использование углеродной арматуры требует разработки новых конструктивных решений и новой технологии строительства. В случае успешного решения этих вопросов промышленное производство сборного бетона имеет все шансы увеличить свою долю рынка.
ISSN 2073-7416 (Print)